JPH0468383A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、記録材上の未定着トナー画像を加熱・熔融す
ることにより前記未定着トナー画像を記録材上に定着さ
せるようになっている定着装置を有する画像形成装置に
関し、特に耐熱シートを介して加熱・溶融するようにな
っている画像形成装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、薄膜の耐熱シートを用いた定着装置すなわちＮＦ
定着器を使用した画像形成装置は第８図、第９図のよう
に構成されている。

矢印ａ方向に往復動する原稿載置ガラス４上に置かれた
原稿の画像は蛍光灯６の光によりセルフォックレンズア
レイ５を通して感光トラム７上に投影され静電潜像とし
て記録される。この静電潜像は現像器９により可視像と
され転写帯電器１２によりｇ己録材Ｐ上に転写される。

給紙トレイＳ上に載置された記録材Ｐは二枚ずつ順次上
から給紙ローラ１０により画像形成装置内部に供給され
レジストローラ１１まて送られる。ここて前述の感光ド
ラム７上のトナー像と同期され感光トラム７に送られる
。転写帯電器１２により画像を転写された記録材Ｐは搬
送ベルト１３により定着器１４に送られ未定着トナー像
を定着された後、排紙トレイ１５上に排出される。

また定着器１４上に配置されたクロスフローファン３０
により図示方向に風が流れ定着器１４、図示していない
本体駆動に用いるモータ等から発生する熱、さらに転写
帯電器、感光ドラム上の静電潜像を消去するための一次
帯電器から発生するオゾン等を装置本体外へ排出されて
いる。

次に第９図により定着器１４について詳述する。

従来、耐熱シートを用いた定着装置は、たとえば、第９
図に示すような構成からなっている。

第９図において、１は耐熱シート、３は金属ローラ（テ
ンションローラ）、２は金属ローラ（駆動ローラ）であ
る。

すなわち、金属ローラ２．３は図示されていないすべり
軸受を介して側板に支持されており、両ローラ２，３の
間には約２５μ厚の耐熱シート１かある程度の張力を与
えられてかけられている。また金属ローラ２は図示され
ていない歯車列とモータにより、矢印Ａの方向に駆動さ
れる。そして、金属ローラ２と耐熱シート１の間の摩擦
係数と耐熱シート１の張力により決定する駆動力て耐熱
シート１か回転し、つきに、金属ローラ３と耐熱シート
１の間でも、同様に駆動力が伝達される。

２１は金属製の芯金にゴムの表層部を有する加圧ローラ
てあり、金属ローラ３と同様に耐熱シーと１との間での
摩擦力により駆動される。

１８は発熱体で、下面に線状もしくは帯状の発熱面１９
を有している。

その他、２２は転写紙などの転写材、２４は定着器ロガ
イト、４７は排紙ガイドである。

第５図に示すように構成された加熱定着装置においては
、画像転写手段により、その上面に未定着トナー画像が
転写された転写材２２は搬送ベルト等の手段により矢印
Ｂの方向に搬送され、定着入口ガイド２４に沿って円滑
に発熱体１９と加圧ローラ２１のニップ部に進入する。

前記転写材２２上の加熱溶融性のトナーからなるトナー
画像は、まず、耐熱シート１を介して発熱体１９によっ
て加熱され、少なくともその表層部は軟化溶融する。

その後、発熱体１９から離れ、トナー像は自然放熱して
再び冷却固化し、転写材２２は排紙ガイド４７に沿って
送られて、この定着装置から排出される。

［発明が解決しようとする課題コ 上記のように、定着装置は未定着トナーを加熱・溶融し
て転写材上に定着するようになっているので、加熱部分
に温度分布のアンバランスか生じると、定着精度にムラ
が生じるという問題がある。

また、定着装置に耐熱シートを使用すると、以下のよう
な難点がある。すなわち薄膜耐熱シート１は駆動ローラ
２、テンションローラ３、ヒータ１８の周囲にある程度
のテンションを耐えられて懸けられている。どれを駆動
ローラ２の駆動により矢印方向に移動せざるわけてある
がこの種のベルト、フィルムの性質として耐熱シート１
が駆動ローラ２の長手方向（図における奥行方向）の手
前側または奥側に経時的に移動してしまう現像、すなわ
ち寄り現象が生じる。

耐熱シートの寄りの原因として挙げられることは、駆動
ローラ２、テンションローラ３、ヒータ１８三者の間の
相対的な平行度、ねじれ、また耐熱シート１自体の長手
方向の周長差、テンションの量、駆動ローラ、テンショ
ンローラの材質、表面状態等多岐にわたり非常に複雑に
関係し合っているが、それらの要因のうちの一つとして
駆動ローラ２、テンションローラ３、ヒータを保持する
ホルダー１７等の長手方向における温度分布が挙げられ
る。この温度分布が結果として耐熱シート、駆動ローラ
、テンションローラ等に熱膨張等の熱変形として前述の
幾何的な要因に影響を与えたり、またロラ、耐熱シート
の間の摩擦係数に影響を与えたりするのである。

従ってこの温度分布は、なるへくフラットな方が良い。

ところで耐熱シート１の寄りは結果として、画像領域外
へずれてしまったり、また駆動、テンションの両ローラ
の長手方向端部を支持する側板に当って破損する、寄っ
ていく途中て耐熱シートにしわが発生して画像に悪影響
を与える等考えられるが、この寄りを全く無くすことは
実際は無理といって良く、寄りのスピード、方向を積極
的に制御したり耐熱シート長手方向端に補強リブを付加
して上記の側板に当てて寄りを防止する等の対策が必要
であり、また実際に採用されている。

しかしなから前述の温度分布にある程度の傾きが生じた
とき寄りの制御に変化をもたらしたり、定着装置系全体
が充分にあたたまっていない使用初期とかなり温度が上
昇した後て寄りのスピード等に変化を生する等か考えら
れるのでやはりなるべくフラットな温度分布にしなけれ
ばならない。

したがフで、本発明は定着装置の定着部分の長手方向或
は奥行方向の温度分布がフラットな画像形成装置を提供
することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するために、定着部分の温度
の高い方を下げる、或は温度分布の低い方を上げる等の
手段が採られる。すなわち本発明は、記録材上の未定着
トナー画像を加熱・溶融することにより前記未定着トナ
ー画像を記録材上に定着させるようになっている定着装
置を有する画像形成装置において、前記定着装置は、定
着部分の長手方向の温度分布を平坦化する手段を備える
ように構成される。

また請求項２記載の発明においては、未定着トナー画像
を有する面で記録材に接しかつ記録材と略同一速度で移
動する耐熱シートを介して未定着トナー画像を加熱・溶
融して定着させるようになりており、請求項３，４．５
及び６にそれぞれ記載の発明は、温度分布を平坦化する
手段は、温度分布か他の一方より高い側の端部近傍を冷
却する風路てあり、その風路は、また装置外面上の風抜
きルーバーより装置内へ冷却風を導く補助風路から構成
される。さらには、温度分布を平坦化する手段は、空気
が高温側から低温側へ流れる風路から構成され、また低
温側を保温する断熱材から構成される。

［作　　　用］ 本発明は、上記のように構成されているので、画像形成
部分ては、記録材上に未定着トナー画像が形成される。

そして定着装置の定着部分へ送られる。定着装置は、熱
源として例えばパルス状に通電・発熱するヒータを備え
ているので、このヒータにより未定着トナーは溶融され
て、記録材上に定着する。

耐熱シートを有する発明においては、この耐熱シートを
記録材と略同一速度で駆動し、そして該耐熱シートを介
して未定着トナー画像は加熱・熔融される。

ところで、上記定着中に、本発明によると定着部分の長
手方向すなわち記録材の進行方向に対して直角方向には
、温度分布を平坦化する手段により平坦化されているの
で、トナー画像の定着品位は長手方向に均一になり、ま
た定着部分を構成している駆動、テンション両ローラ、
ヒータホルダ等の耐熱シートか掛は回されている長手方
向の温度分布か均一になり、耐熱シートの寄り現象か緩
和される。

［実　施　例コ 以下、添付図面の第１図〜第７図によって本発明の詳細
な説明する。なお、第８図、第９図に示す従来の画像形
成装置と同し部材には同じ参照を付けてＭ複説明はなる
たけ避ける。

第３図において、１４は薄膜耐熱シートを用いた定着装
置であり、図に示していない制御機構により薄膜耐熱シ
ートの長手方向の寄りをある程度制御している。それは
耐熱シートか手前側（図における鉛直上方）に寄ってき
たときテンションローラ３の手前側を他の駆動ローラ２
、ヒータ１８に対して相対的に上方にもち上げ、逆に奥
側に寄ったときは下方に押し下げるようにしている。

３０はクロスフローファンであり専用のモータ（図示せ
ず）により矢印方向に毎分約４０００回転の速さて回転
せられ装置内に発生する熱、オゾン等を排出している。

３１はオゾンフィルターであり吸引される風に含まれる
オゾンをある程度吸収、分解して除去している。３２は
外装カバー３３に開口された風抜きのためのルーバーで
あり図に示すような領域に格子状に形成されている。こ
のルーバーの開口部傾城とクロス７０−ファン３０の排
気側開口部領域の位置関係は第１図に示すとおりて上下
方向（高さ方向）はそれぞれほぼ一致しており、奥側端
部すなわち図において左側ではルーバー領域の方がクロ
スフローファンのそれよりややせまくかつ、第３図に示
すごとくクロスフローファン３０のケーシング部材３．
４はほぼ外装カバー３３の内面にほぼ密着しているため
手前側を除いてはクロスフローファンによる排風のみか
通ることになる。

また３５は外装カバー３３と一体の壁で定着器の駆動ロ
ーラ２、テンションローラ３の奥側軸受３６、また軸受
３７を支持する奥側側板３８の周辺をおおむね囲んでい
る。これにより駆動ローラ２、テンションローラ３、等
の奥側端部にまてヒータ１８により伝わった熱は風３９
等により直接うはねれることはなく壁３５や奥側板３８
等への熱伝導により多少失われる以外はほぼ同所にとど
まり保温の機能を果たす。これに対して定着装置手前側
においてはルーバーの領域はクロスフローファン開口部
よりもさらに手前側まで確保されておりかつ前述のごと
くクロスフローファン３０のケーシング部材３４は外装
カバー３３、内面にほぼ密着しているため、クロスフロ
ーファン開口部領域においてはクロスフローファンによ
る排風のみがルーバー３２を通って装置本体外へ流出し
、それより手前では外界からの冷風がルーバーを通して
装置本体内へ流入する。

この冷風か定着器手前側の駆動ローラ、テンションロー
ラ軸受付近を図のごとく流れ冷却しつつクロスフローフ
ァン吸入側より本体外へ排出される。

以上のように空気が流れ、また壁３５が設けられている
ので、定着器手前側では冷却か、奥側ては保温がそれぞ
れ積極的かつ効率的に行われ、長手方向の温度分布の傾
きがかなり平坦に近くなる。

画像形成装置では定着器の長手方向の温度分布において
当初１５〜２０　ｄｅｇの傾きかあり、この影響で前述
した従来の制御機構では対応し切れない場合があった。

また温度分布の傾きとしては定着器の手前側か相対的に
高く、かつ駆動ローラ２の温度分布の傾きが耐熱シート
の寄りに特に強く影響するという実験結果を得ていた。

ところで、本実施例によると、以上のように定着部分特
に駆動ローラ部分の長手方向の温度分布が改善され、前
述した１５〜２０　ｄｅｇの温度差が本発明者の実験で
は４〜５　ｄｅｇの差にまで小さくなり結果として薄膜
耐熱シートの寄りの特性が温度分布に影響されにくくな
り前述した寄り制御機構にり十分余裕をもって制御され
得るまでに改善された。

ところで本実施例では定着器の温度分布において手前側
が高い場合を扱ったが、装置全体における全ての風路ま
た熱源の−っであるモータの位置等の関係で本実施例と
は逆に奥側が高い場合も考えられる。この場合は本構成
とは逆に手前側を保温、奥側を冷却することにより温度
差のバランスを保つことか可能である。

第４図は、本発明の第２実施例を示す図であるか、同図
において３５は第２図においても示されている外装カバ
ー３３と一体の壁状部材であり、その略箱状の内面には
ベークライトまたはフェルトに代表される断熱部材４０
か貼られており、駆動ローラ２、テンションローラ３の
奥側端部にまで伝達してきた熱をなるへく逃さないよう
にしている。この断熱部材により第一の実施例よりもさ
らに効率的に保温か可能である。なお、手前側の冷却法
は第１の実施例の場合と全く同しである。

次に、第５図により第３の実施例を説明する。図におい
て、１は薄膜耐熱シートで定着器長手方向奥側すなわち
左方に高耐熱樹脂でてきたリブ状部材４１かシート１上
に接着されている。

３はテンションローラて第１．第２の実施例とは異なり
寄り制御機構は無く、上下方向に制御のために移動可能
にはなっていない。すなわち、テンションローラは、調
節可能にはなっている。しかしながら駆動ローラ２、ヒ
ータ１８に対して相対的に奥側が上方にねじられた位置
で軸受３６に支持されている。このような位置関係のと
き耐熱シート１は常にテンションロラの位置か高い側す
なわち奥側に寄ることか分っている。

耐熱シート１か奥側に寄っていき前述のリブ状部材４１
か奥側板３８に突き当たった後は耐熱シート１と駆動ロ
ーラ２、テンションローラ３、ヒータ１８との間で長手
方向におけるすべりが発生してそれ以上耐熱シートは寄
らないようになっている。しかしなからローラの回転方
向にはすへりは発生せずローラの回転に同期して耐熱シ
ート１は移動する。この場合、温度分布の傾きを平坦化
する方法については第１の実施例の場合と全く同しであ
る。

本実施例においては寄り制御機構を設けていないためコ
ストも安くすむのであるが、寄りを前述のリブ状部材で
強制的に受けとめているため、耐熱シートに対する接着
強度、また耐熱シートとローラ間の摩擦係数に注意しな
ければならない。しかしながら、温度勾配をフラットに
することで上記のコスト安のメリットを最大限に生かす
ことができる。

第６図に従って第４の実施例について述べる。５０は軸
流ファンてあり定着装置高温側のすぐ外側に位置し定着
装置に向って風を吹き入れている。この風は図示の如く
高温側より耐熱シート１内部及びその周辺を低温側に向
って流れ低温側端部より定着装置より流れ出す。ここで
軸流ファン５０は図示していない外装カバー上に開口さ
れた風抜きルーバーより機外の冷風をとり込んでいる。

高温部側端部より低温側端部に流れる風により高温側の
熱か低温側に移動することで温度バランスかフラットに
保たねる。

第７図か第５の実施例を表している。本実施例において
は軸流ファン５０が第４の実施例の場合とは逆に低温側
端部近傍に位置しており風の流れもまた逆に定着装置側
より吸気し外装カバー上に開口されたルーバーより排出
している。

しかしながら結果として第４の実施例と同じく高温側よ
り低温側に向けて風が流れるわけであり、やはり高温側
の熱か低温側に移動することで、温度バランスをフラッ
トに保っている。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によると、定着装置は、定着部分
の長平方向の温度分布を平坦化する手段を備で、定着中
はこの手段により定着部分の温度がフラットになされる
ので、未定着トナー画像は長平方向に均一に定着される
。また、薄膜耐熱シートを用いた定着装置においては、
駆動ローラ、テンションローラ、ヒータホルダ等の耐熱
シートをかけわたしている部材の長手方向温度分布にお
いて寄りに有害な傾きが存在するとき、傾きの高い方の
端部をルーバーからの冷風で瞳部し、低い方を断熱材等
で囲み、ある程度保温させることにより、この傾きを平
坦に近付けさせることができ、結果として耐熱シートの
寄りに与える有害なる影響をかなり排除することかでき
る。

こわにより寄り制御機構の制御幅をせばめることがてき
る。また寄り制御機構を備えていない画像形成装置にお
いても、温度分布かフラットになるので、寄り現象は生
じにくく、耐熱シートのリブ状部材に無理な力が働かな
いようになり、信頼性の高い画像形成装置を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は定着装置において排紙側から第１実施例を示す
正面図、第２図はその上面図、第３図はその断面図、第
４図、第５図、第６図及び第７図は本発明の第２．３．
４及び第５実施例をれぞれ示す第２図と同様な上面図、
第８図は従来の画像形成装置の断面図、第９図は同し〈
従来の定着装置の断面図である。 １・・・耐熱シート　　　２・・・テンションローラ３
・・・駆動ローラ　　　１４・・・定着装置１８・・・
ヒータホルダ ３０・・・クロスフローファン ３２・・・ルーパー　　　３５・・・保温用壁３９・・
・風路　　　　　４０・・・断熱林地４名 第１図 第３図 第 図 第 図 ）す

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　記録材上の未定着トナー画像を加熱・溶融すること
   により前記未定着トナー画像を記録材上に定着させるよ
   うになっている定着装置を有する画像形成装置において
   、 前記定着装置は、定着部分の長手方向の温度分布を平坦
   化する手段を備えていることを特徴とする画像形成装置
   。 ２　請求項１記載の定着装置は、未定着トナー画像を有
   する面で記録材に接しかつ記録材と略同一速度で移動す
   る耐熱シートを介して未定着トナー画像を加熱・溶融し
   て定着させるようになっている加熱定着装置である画像
   形成装置。 ３　請求項１または２記載の温度分布を平坦化する手段
   は、温度分布が他の一方より高い側の端部近傍を冷却す
   る風路である画像形成装置。 ４　請求項３記載の風路は、装置外面上の風抜きルーバ
   ーより装置内へ冷却風を導く補助風路である画像形成装
   置。 ５　請求項１または２記載の温度分布を平坦化する手段
   は、空気が高温側の端部から低温側の端部に流れる風路
   である画像形成装置。 ６　請求項１または２記載の温度分布を平坦化する手段
   は、低温側の端部を保温する断熱材である画像形成装置
   。